交通噪声特性分析与绿化带降噪效果研究

第一章绪论

1.1选题背景

从上世纪九于年代开始，随着我国经济建设的迅猛发展和人口的迅速膨胀，公路建设逐渐步入了持续、快速发展的轨道，一种立体纵横、网络棋布的新型道路交通格局正在逐步形成，据统计，到2004年底，我国高速公路通车里程已达3.4万公里，位居世界第二，全国公路通车总里程达170多万公里。在公路为国民经济和社会发展做出巨大贡献的同时，公路的修建及交通的运行也给沿线的物理环境及生态环境带来了许多不利的影响，在一些大、中型城市尤为严峻。由图1-1北京市1985年至1996年交通噪声曲线便可略知一斑。道路交通噪声污染现今已逐步成为我国城市环境的一大公害，严重威胁着人们的正常生活和身心健康。据调查统计，我国大中城市中，1995年交通干线两侧区域噪声超标的城市达71.4%，全国2/3的城市居民生活在噪声超标的环境中。1997年，在城市噪声源中，交通噪声占46.8%，社会生活噪声占28.9%。建筑施工噪声占5.1，工业噪声占8.3，其它噪声占10.9%。目前城市环境噪声主要以交通噪声和社会生活噪声为主。但交通噪声的比例有逐年上升的趋势，近年来已达到60%以上。据研究测算，中国每年因道路交通噪声污染导致的经济损失约合人民币216亿兀。1995年以来城市居民对噪声的投诉比例占所有环境投诉的62%，这一比例仍有逐年上升的趋势。随着城市规模的不断扩大和交通的口渐繁忙，道路交通噪声问题会逐渐加剧，并成为制约居民生活质量提高的重要因素。交通噪声还会影响到公路沿线的经济发展。例如，受交通噪声影响严重的房地产、工厂、商厦等地方，它们的经济效益和生产效益都有不同程度的下降，噪声还直接影响到公路周围的土地价值。有资料表明:交通噪声每升高1分贝，土地的价格就会下降0.08%-1.26%，平均0.9%左右。反过来说，将交通噪声水平降低1分贝，则相当于沿线土地增值0. 9，对于土地批租来说，这是一个可观的数值。

国外发达国家非常重视环境保护问题，对公路环境评价做了相当深入的研究工作，特别是美国、口本及加拿大等先进国家，不仅从技术角度，目前从立法角度，形成了较为完善的公路环境防护与影响评价的方法体系

在我国，政府管理部门也颁布了《交通建设项目环境保护管理办法》和《公路建设项目环境影响评价规范》，对公路环境影响评价的方法进行了具体规定。这些规定基本上是借用国外的研究成果，国内目前的研究主要是针对评价参数、指标体系进行校正不调整在大型公路建设项目建设之前，对建成后的交通状况以及噪声的影响进行预测分析，这种交通噪声预测的理论、模式己经比较成熟。但随着公路项目实际运营、交通量和建设情况与预测有所变化，往往按照预测结果进行施工防噪措施的实际降噪效果并不太理想。据1999年的初步测算，我国仍有3390万人受到公路噪声的影响，其中2700多万人仍在高于70dB的噪声严重污染的环境中生活[f2l。目前，项目建成后对公路生态环境影响的研究

非常薄弱，同时过去单方面、单因子的噪声预测模式现今将受到质疑。

因此，防治公路沿线噪声污染的工作已成为公路、交通、环保部门当前急待解决的首要问题。减少交通噪声，对其进行防治，要从振动源、传播途径、受声点二个方面着手。切断噪声传播途径的方法通常有2种，即修建声屏障和种植绿化带，其中修建声屏障造价较高，难于维护，只适用于降噪目标范围小的区域，布设绿化带则是公认的简便易行的方法。从长期可持续发展保护生态环境的角度考虑，研究的精力应逐步转移到如何布设绿化林带，生态防噪的策略上来。

2研究的目的和意义

公路绿化是一门综合性较强的自然科学，它与公路美学、建筑学、生物学、环境学、自然地理学等科学，与水、电、路、桥工程及历史、文学、艺术、心理学都有密切的关系，它是国土绿化的重要组成部分，是公路建设中不可缺少的重要内容。国外在公路交通行业，对于公路沿线生态环境的保护与公路的绿化工作是非常重视的l，公路绿化以往综合考虑生态学功能、美化景观功能、同周边环境协调功能、交通附属设施功能等多功能的完美结合，使公路建设与大自然融为一体。我国交通部门历来都于分重视公路绿化，始终把公路绿化列为公路管理工作的一部分。随着高速公路在我国的大量兴建，公路绿化的模式和建设规模都发生了深刻的变化。从最初的种行道树，到公路边坡绿化，直到高等级公路的中央分隔带、边坡和互通、服务区等全方位、立体式绿化;绿化的设计思想也从单纯的见绿，到GBM绿化工程要求(即“一路两沟四行树，直到进行景观生态绿化模式的设计和营建;绿化的功能也从较单纯的水土保持功能，到要求兼具交通视线诱导功能，直至发展为追求一种融科学、艺术、园林、生态、环保、美学等多功能集成的绿化美化景观工程。公路绿化具有吸收C0, N02, S02等有害气体，滤除灰尘，减少排气污染的作用;调节小气候，改善公路环境;保持水土，维护公路及生态环境;具有美化路容、诱导视线和减轻眼睛疲劳等功能，可以减少交通事故的发生;还具有减弱噪声，拟制噪声的作用。公路绿化根据不同的种植目的，可分为景观种植和功能种植两大类，功能种植是通过绿化来达到某种功能上的效果。

公路绿化防噪林带是指公路两旁人工栽植的成行列分布，以乔木或灌木为主的林带，是降低公路交通噪声的主要手段之一。利用隔声绿化林带降噪的方法来保护生态环境，是长期可持续改善生态环境的降噪方法，对环境保护的作用于分突出。利用绿化防护等生态保护的措施降低公路噪声是有效、环保的措施之一，在实际的道路建设中，绿化林带的种植方式与噪声的防护效果具有很强的相关性。根据道路建设的情况优化设置绿化林带，能够有效降低噪声污染，为人们的生活提供保障。

3国内外研究概况

1.3.1国外研究

国外对绿化降噪的研究起步较早，提出的理论和方法较多，美国对于降噪隔声绿化带的研究由来已久，对隔声植被对噪声的降低效果进行了广泛的测试。如美国的C.F.Eyring、前苏联的E . II.萨莫柳克、美国国家C0necti0ut农业实验站的D0naldAly0r、澳大利业的R.Bullen 和F.Fricke、新加坡国立大学的S.H.Tang和工业标准研究院的P.P.0ng、加拿大国家研究会的应用物理所的T.F. W EVmblet0n等，但研究的结果有很大差异，甚至有互相矛后的地方。最早真正对绿化降噪作用进行研究并正式发表论文的是美国的 C.F.Eyrig，他于1946年在《Jungle Ungle Ac0ustics》一文中认为:在绿化林中，距声源为xi, x:米的两点之间声波的衰减量可表示为:

文中仅用一个参数。来计算绿化带的附加衰减，虽然相当简便，但对于林带及地面特征等多种因素对衰减系数的影响，显得过于粗糙，且α无法定性和定量。然而Eyring的早期研究对后面学者的研究产生了深远的影响。

前苏联的E.II.萨莫柳克在《城市建设噪声控制》[51](谢德安译)一书中。对前苏联利用绿化防噪进行了一定的理论分析和总结，并在马伊斯捷而和鲁尔别尔格提出的公式基础上，采用下式计算绿化林带的降噪量:

公式中由于吸声衰减采用了单位声吸收系数β(定义为树林每米纵深的吸声量)，使对绿化林带声衰减的计算更加规范和量化，为实际应用打下了基础。萨莫柳克的理论对我国开展的这方面研究产生了很大影响，如我国早期对此进行研究的柳孝图、焦大化和钱德生、郑长聚和洪宗辉等人，都建议采用单位吸收系数β值(dB/m)与有效林带宽度的乘积来计算绿化林带的附加声衰减，我国铁路部门推荐的绿化降噪计算公式基本与此一致。

美国人Ayl0r于1972年提出了植物是一种天然的降噪材料。1973 ——1976年间又若干个知名人士对绿化林带降噪设计的原则提出了一些定性的建议，普遍认为，高篱笆墙和林带可以明显降低交通噪声[fill隔声林带必须具有相当的宽度(横向纵深)，才能达到较为显著的降噪效果。

Huddart等人经过试验种植一条30m宽的草地隔声林带能够降低交通噪声4-8dB（A）。在Perfate的研究中，居民住宅的高篱笆墙对噪声也有着显著的降低效果，而且篱笆墙离道路越近效果越明显。美国公众也形成了意识，要求在道路旁边种植降噪绿化植物，有的人甚至自发在住宅周围种上高大的篱笆墙或者树木。

在口本，对于新建公路，当其通过居民区时，通常设计有20m宽的绿化带。

德国、芬兰等也研究了利用绿化林带来控制交通噪声。芬兰的公路绿化是环境政策的一部分。芬兰公路局重视环境保护，做了大量的工作。经过努力，现在全芬兰只有32万受噪声影响人口，重要的减噪目标80处。芬兰公路绿化有较完善的管理体制。形成了先种树，再修路的模式，因而绿化设计与我国先修路、再种树时采用的规划式绿化形式有很大的不同。因为它们采用的大多数是自然式绿化设计，树木生长更加茂盛，所以有效预防了噪声污染。

英国的声屏障检测实验室C NB TF)也曾经研究过绿化林带对模仿的交通噪声的影响。并且测试了不同稠密度的松树、金属篱笆墙和柳树等绿化声屏障对噪声降低效果。其中柳树

降噪带的效果比较好，15m宽3m高的柳树隔声带可以比不用隔声带降低7dB。

1.3.2国内研究

在国内，虽然公路绿化应用相当普遍，但对公路绿化减噪效果的研究相对较少。公路规划院翟志涛的研究认为，树术能够降低噪音，是由于树术能够将投射到树叶上的噪声反射到各个方向上，树叶的轻微震动使得噪声能量消耗而减弱，据测定，快车道的汽车噪声，在穿过12m宽的林带后可以降低噪声3-SdB，穿过40m宽的防护林带时，噪声会l泽低10-15dB 。

绿化降噪研究成为2004年上海科技攻关项目，到2005年底，上海市已建成首个减噪绿地。研究人员推荐了15种减噪效果良好的植物，10类可减小噪声4-10分贝的植物群落。这说明不同的植物对噪声的减弱效果是不尽相同的。

同济大学的姚成等通过对沪嘉公路降噪效果的测试和公路绿化降低交通噪声理伦的分析，得到理论降噪2.6dB，实际测量降噪2.9dB。他们还对沪杭高速公路上海段的降噪绿化带进行了设计，并在两个路段进行了工程实施。

上海港环保中心的罗海霞，丁建生通过理论及实际研究复合式绿化林带降噪效果，设想通过在港区边界种植复合式绿化林带来解决港区噪声超标的问题。

肖荣波等以316国道鄂州段枫杨的单行绿带和其双行绿带为研究对象，同步侧公路绿带旁不同距离的噪声值，分析计算出不同绿带后公路噪声传播的最佳模型。

陈振兴等人对不同结构形式的绿篱减噪效果的测试证明，以高中低不同层次的灌木、乔木组成的密集绿篱，其减噪效果最好。

丁业超等人对武汉市多处林带的研究表明，利用绿化林带降低噪声，其效果主要取决于林带的能见度和宽度两个因子。

张邦俊等在研究道路旁绿化带对交通噪声的影响时，发现它在很大程度上是心理上的，对于同样的噪声，有绿化带环境下的烦恼概率均比无绿化带的环境低，这说明绿化带对环境噪声引起的烦恼有心理上的改善作用。

关于绿化带降噪的若干研究中草坪降噪效果研究很少，本文将以此为出发点，对草坪降噪规律进行研究;针对西北地区绿化林带的结构形式、林带密度、树种与降噪量的关系，林带在垂直空间的降噪效果、林带周年降噪规律及林带对不同频率噪声的衰减效果将在本文中得到进一步研究。

第二章声音的特性分析

众所周知，声音源于物体的振动，这个振动的物体就称之为声源。声波是一种能量，传播时要经过一定的介质。声波是依靠介质分子振动向外传播能量一一声能的，介质的分子只是振动而不移动，所以声音是一种波动。介质分子的振动传播到人的耳朵，从而引起人耳鼓膜的振动，通过听觉结构的“翻译”，并发出信号，刺激听觉神经产生声音的感觉。声音具有如下特性

2.1频率、波长与声速

2.1.1频率

振动的声源完成一次振动所经历的时间称为周期，记作T，单位是秒(s)一秒钟内振动的次数称为频率，记作f，单位是赫兹(Hz)，它是周期的倒数，即

频率是影响声波强度的主要因素之一。

2.1.2波长

声波在传播途径上，两相邻相位质点之间的距离称为波长，记作入，单位是米(m)。2.1.3声速

声波在弹性介质中传播速度称为声速，记作c，单位是m/s。声波不是质点振动的速度而是振动状态的传播的速度;它的大小与振动的特性有关，也与介质的弹性、密度以及温度有关。

在空气中，声速与温度的关系如下:

声速、波长和频率有如下关系:

在一定介质中声速是确定的，因此频率越高，波长就越短。通常室温下空气中的声速为340m/s（θ=15摄氏度)，100至4000Hz的声波波长范围大约在3.4m至8. 5 cm长之间。

人耳能听到的声波的频率范围约在20——20000Hz之间。低于20Hz的声波称为次声，高于20000Hz的称为超声。次声和超声不能使人产生声音的神经感觉。我们控制噪声的频率应尽量使其频率在20Hz以下或20000Hz以上。

2.2声波的绕射与反射

2.2.1波阵面与声线

所谓的波阵面，即是空间行波在同一时刻相位相同各点的轨迹曲面。波阵面为平面的称为“平面波”，波阵面为球面的称为“球面波”。由一点声源辐射的声波就是球面波，但在离声源足够远的局部范围内可以近似地把它看做平面波。

所谓声线，表示声波传播的途径，在各向介质中，声线与波阵面相垂直。

2.2.2声波的绕射

如果声波在传播过程中遇到一块带有小孔的障碍板时，假如孔的尺度(直径d)与声波入相比较时很小，小孔处的质点可以近似地看作一个集中的新声源，产生新的球面波。它与原来的波形无关。当孔的尺度大于波长的时候，即d ))入，则新的波形较复杂。从上面的两个例子可以看出，当声源通过障板的孔洞时，并不象光线那样直线传播，而是能绕到障板的背面——fU改变原来的传播方向，在它的背后继续传播，这种现象称为绕射。声源的频率越低，绕射的现象越明显。

2.2.3声波的反射

声波在传播过程中，如果遇到一尺寸比波长大得多的障板时，声波将被反射。如声源发出的是球面波，经反射后仍是球面波。同一时刻反射波与入射波的波阵面半径相等，如用声线表示前进的方向，反向声线可以看做是从虚声源发出的。所以利用声源与虚声源的对称关系，以几何声学作图法就能很容易地确定反射波的方向。

根据声源与虚声源的对称关系，可以说明反射定律，它的基本内容是:

(1——入射线、反射线和反射面的法线在同一平面内。

(2)入射线和反射线分别位于法线两侧。

(3)入射角与反射角相等。

2.3声波的透射与吸收

当声波入射到建筑构件(如墙、天花板)时，声能的一部分被反射，一部分透过构件，还有一部分由于构件的振动，或者由于其在介质内部传播时产生摩擦热——fu被消耗，通常把这种现象称之为材料的吸收。

根据能量守恒定律，如果单位时间内入射到构件上的总声能为E0，反射的声能为Er，构件吸收的声能为Et，透过构件的声能为Et，则互相之间有如下的关系:

透射声能与入射声能之比称为透射系数，记作t;反射声能与入射声能之比称为反射

系数，记作r，即

这里，把γ值小的材料称为隔声材料，把r值小的材料称为吸声材料。吸声系数可由下式确定:

在进行噪音控制时，必须了解各种材料的隔声、吸声特性，从而合理地选用材料。

第三章噪声特性及传播机理分析

3.1噪声特性分析

3.1.1噪声的概念

噪声是指引起人们不适感而必须用一定措施加以控制的声音的总称。噪声((n0ise)是一种声音认识，具有声音的一切特性。由物体的机械振动而产生，振动的物体称为声源，在通常情况下，声音对人造成了影响，人们往往把那些不希一望听见的声音称为噪声，如建筑噪声、交通噪声等。噪声从物理学角度讲，是各种不同频率和强度的声音无规律的杂乱组合;从生理学的角度来讲，是大家都不需要的声音。不论机器发出来的声音，还是乐音，只要令人生厌，对人们形成干扰，就被称为噪音。

3.1.2噪声的时间特性

按照噪声的时间变化特性[f————l，可分为四种情况:若噪声的强度随时间变化不显著，则称为稳定噪声，如电机噪声。噪声的强度随时间有规律地起伏，周期性地时大时小的出现，称为周期性变化噪声，如蒸汽机车的噪声。噪声随时间起伏变化无一定的规律，称为无规律噪声，如街道交通噪声。如果噪声突然爆发又很快消失，持续时间不超过1s，并目‘两次连续爆发声之间间隔大于is，则称为脉冲声，如枪炮噪声等。

3.1.3噪声分类与计量

噪声是户外各种噪声的总称。按照声源类别可将环境噪声分为交通噪声、工业噪声、社会生活噪声、建筑施工噪声及其他噪声5种[fl——l。交通噪音是一种特殊的声音，其传播非常复杂，它与交通量、交通组成、道路结构、道路周围的建筑物、地形及路面状况等一系列因素均有关[f00l. fml。仅从声速、频率和波长等基本物理量来描述是不够的，还必须引入其它计量单位。在国际上现在较为通用的是声功率、声强和声压以及声压级、声强级和声功率。

3.1.3.1声功率W

声源辐射声波时对外作功，声功率是指声源在单位时间内向外辐射的声能，符号为W，单位为瓦。声源声功率是指在全部可听频率范围所辐射的功率，或指在有限频率范围所辐射的功率(通常称为频带声功率)

3.1.3.2声强I

声强是衡量声波在传播过程中声音强弱的物理量。声场中某一点的声强，即在单位时间内，在垂直挥传播方向的单位面积上所通过的声能，符号为I，单位是W/m^2。

3.1.3.3声压P

声压是指某个瞬时，介质中的压强相对于无声波时压强的改变量，所以声压的单位就是压强的单位，即牛顿/平方米、或帕(pa)。任一点的声压都是随时间而不断变化的，每一瞬间的声压称为瞬时声压，某段时间内瞬时声压的均方根称为有效声压。

3.1.3.4声压级、声强级、声功率级

在有足够的声强与声压的条件下，能引起正常人耳听觉的频率范围约20Hz到20KHz.对频率1 000Hz的声音，人耳刚能听见的下限声强为10-l0W/ m2,相应的声压为2 X 10-5N/m2;使人感到疼痛的上限声强为W/ m2,相应的声压为20N/ m2。可以看出，

人耳的容许声强范围为一万亿倍，声压相差也达一百万倍。同时，声强与声压的变化范围与人耳感觉的变化也不是成比例关系的，而是近似地与它们的对数值成正比。

(1)级

所谓的级是作相对比较的无量纲量。如声压以10倍为一级划分，从而可以划分为10a, 101, 102, 103, 104, 105, 106等七级。声压比值写成10a形式时，级值就是n的数值。但这时又嫌过少，所以以20倍之，这时声压级的变化为。一120.,即

从上式可以看出，声压变化10倍，于声压级变化40分贝。声压变化

(2)声强级

声强级是以10-12W/m2为参考值，相当于声压级变化20分贝，声压变化100倍，相当1000倍，则相当于声压级变化60分贝。任一声强与其比值的对数乘以10，单位为分贝，即

(3)声功率级

声功率以“级”表示便是声功率级，单位也是分贝。即:

这里的声强、声压级、声功率级均是无量纲的量。只是相对比较的值，其数年值的大小

与所规定的参考值有关。

(4)声级的叠加

当有几个不同的声源同时作用于某一点时，该点的总声强是各个声强的代数和，即:

而它们的总声压(有效声压)是各声压的均方根值，即:

当有n个相同的声源同时发声时，总声压级应为:

声压级、声强级叠加时，不能进行简单的算术相加，而要求按对数运算规律进行。例如，n个声压相等的声音，每个声压级为n 20 1g p/p0, 而应为:

从上式可以看出，两个数值相等的声压级叠加时，只比原来增加3dB, 而不是增加了一倍，如100 dB加100 dB只是103 dB, 而不是200 dB。这一结论同样使用于声强级与声功率级的叠加。

3.1.4噪声的主观量度

人耳对声音的感觉不仅与声音强度有关，还与声音的频率特性有关。在可听声频率范围内，人耳对高频声感觉灵敏，对低频声感觉迟钝。可见，声压、声压级等物理量只能反映声音在物理上的强弱，不能表现人对声音的主观感觉。噪声最终作用在人耳上，按照人对噪声的心理和生理特点，引出相应的主观量度，确定噪声的物理量与人的主观听觉之间的关系更为重要。

3.1.

4.1响度、响度级与等响曲线

响度级的确定是同基准音比较得出的。国际标准化组织规定:以1 000HZ纯音为基准，当噪声听起来与该纯音一样响时，其噪声的响度级就等于该纯音的声压级。响度级用符号

LN表示，单位为“方”。由于响度级在确定时，考虑了人耳特性，并将声音的强度下频率用同一单位一响度级统一了起来，既反映了声音客观物理量上的强弱，以反映了声音主观感觉上的强弱。

利用与基准音相比较的方法，可以得到整个可听范围内纯音的响度级。如果把响度级相同的点都连接起来，便得到一组曲线簇，即等响曲线。。在等响曲线的每一条曲线上，尽管各个噪声的声压级和频率各不相同，但是听起来同样响，即具有相同的响度级。

3.1.

4.2噪声的表示方法

(1)等效连续A声级

由于A计权声级以等响曲线为基准，将人耳对噪声的主观感觉与客观量度较好地结合起来，评价连续的稳态噪声与人的感觉相吻合，得到了广泛应用。对非稳态噪声，如交通噪声，随车流量呈现起伏或不连续变化，提出了用一个在相同时间内声能与之相等的连续稳定A声级表示该时段内不稳定噪声的声级，即用等效连续A声级来评价不稳态噪声对人的影响。等效连续A声级用符号Leg表示，单位为dB，它反映了在噪声起伏变化的情况下，噪声受者实际接受噪声能量的大小。

2)统计声级

等效连续A声级解决了用一个数值表示不稳态噪声大小的问题。但对噪声能量进行平均后难以看出噪声的起伏变化情况，可使用统计的方法来解决这一问题，即使用统计声级。在规定测量时间T内，有N%时间的声级超过某一Lra值，该值叫做统计声级。通常用LN 表示。交通噪声常采用统计声级作为评价量。常采用L10" L50" L90二个统计值，其中L10表示10%的时间超过此声级，相当于噪声的平均峰值;L50表示50%的时间超过此声级，相当于噪声的平均值;L90表示90%的时间超过此声级，相当于噪声的本底值。

(3)噪声的频谱

噪声除强度不同外，也有音调的高低之分。声强、声压、声功率是衡量噪声强度的物理量，而音调是人对声音的主观感觉。音调高低与声的物理特性一一频率相关，即声源振动的快慢(频率)决定了辐射出来的声音的音调的高低，频率越大，音调越高。所以在同一声压级下，前者听起来比后者音调高，感觉更加响一些。可见，仅用强度衡量噪声是不够的，还应对噪声的频谱进行研究。

把宽广的声频范围划分为若干较小的段落，叫做频带或频程。在噪声控制中最常用的是倍频程。把可听声频范围20——20000Hz，按频率倍比关系划分为于个频程，每个频程用中心频率表示，则于个频程分别为31.SHz, 63Hz, 125Hz, 250Hz, 500Hz, 1KHz,2KHz, 4KHz, 8KHz和16KHz。由于人耳对31.SHz和16KHz这两个频带的声音不太敏感，因此，工程中常使用63——8KHz这八个倍频程。以频率为横坐标，以声音的强弱为纵坐标，绘出声音强弱的频率分布图，叫做频普图。以此为依据，进行频普分析，能为噪声抓‘制提供依据。

3.1.5噪声的传播

噪声从声源到受声点的传播取决于大气的性质和传播途径中存在的物体或屏障物。总体上涉及以下几种过程:

3.1.5.1散射

声压随距离的增加而减少主要是由于声波的散射。在考虑点源的声能辐射时，我们可以看到，声能以球面波向外传播，球面的面积随距离增加而增加，声强则随距离的增加而减少。声功率级Lw和声压级LP随距离而变化的关系式:

对于自由声场中的点声源，

、

这里201gr表示由于散射时声压级随着距离增加而减少的分贝数。

对于自由声场中的线声源，

3.1.5.2附加衰减

附加衰减是指随着与声源距离的增加——fu减少的声压级超出声波散射减少的部分。附加衰减一般包括:空气吸收性衰减，雨、雪、雾引起的衰减，由于大气的非匀质性及人气湍流引起的衰减，地表引起的衰减及障碍物引起的衰减。

(1)空气吸收性衰减

声音在空气中传播时，有极小部分能量被空气吸收变为热，吸收量取决于声波的频率、空气的温度和湿度。大气吸收对温度和湿度很敏感，而在环境问题中，只能考虑温度和湿度的平均值。虽然在高温低湿情况下可望有较大的吸收(特别是高频声)，但这样的气象条件通常只发生在少数季节中少数口子里的短暂时间内，因此，环境噪声问题一般不考虑空气吸收影响。

(2)雨、雾和雪产生的衰减

降雨、降雪、雾或悬浮物引起的衰减比大气吸收小得多，在环境噪声评价中可以忽略不计。

(3)大气的非均匀衰减

风和大气温度梯度引起声波折射。大气湍流引起声波散射。风和温度梯度能减少10-30dB或更多。然而，由于稳定的大气条件状况并不能保护噪声敏感地区免受噪声源影响，所以，在做环境噪声评价时，通常把这部分衰减看作零。

(4)地表

地表衰减变化很大，它取决于地表的性质，植被类型和结构，声源和接受者的地面高度。

公路交通噪声计算中，由于公路两侧地表类型复杂，常用下列经验公式估算地面吸收附加衰减量:

（5）障碍物衰减

位于声源与接受者之间的障碍物能有效地减少噪声，因此经常用这类障碍物来隔绝噪声。声屏障可以是墙，竖在地上的隔板或其他固体物，以及其他阻断声源与接受者之间的途径或视线的无孔物体。

3.2道路交通噪声现状

3.2.1道路交通噪声的来源

机动车辆是一类综合噪声源，有些噪声源和发动机的转速有关，有些噪声源和车辆行驶的速度有关。按照噪声产生的过程，可将机动车噪声源大致分为两类:一是与内燃机运转有关的噪声，另一类是与机动车行驶有关的噪声。与内燃机运转有关的噪声主要包括内燃机运转时所带动的各种附件(如压气机、发动机等)发出的噪声。与机动车行驶有关的噪声主要包括:传动机构(变速器、传动轴、差速器等)的机械噪声、轮胎出的噪声、车身(架)振动及和空气作用所产生的噪声。就机动车辆噪声来说，发动机是主要的噪声源，传动系统是次要声源。

3.2.2道路交通噪声的影响因素

交通噪声主要与下列因素有关

（1）车辆自身组成状况引起的噪声。

（2）车辆构成种类。大功率机动车、柴油发动机的噪声及车身振动噪声最大。

（3) 行车速度。车辆行驶速度越快，噪声越大，当车速超过80km/h时，轮胎噪声

和I车身振动就成为交通噪声的主要组成部分。

(4)路面结构。路表面的平整状况和车辆轮胎花纹的不同，其相互作用产生不同的

噪声。

(5)道路通流量。道路上来回行走的人流、车流所引起的车辆的突然减速、提速，

其相互作用产生的噪声。

(6)车辆鸣笛。车辆过多使用喇叭，如使用高音喇叭，可使噪声声级升高7到10dB .

(7)路堤高度。在填方路段，周围越空旷，车辆噪声传播的距离越远。交通噪声还

与公路的线形、坡度等有关。

3.2.3道路交通噪声的强度及频率

交通噪声强度取决于行驶噪声强度和轮胎噪声强度两方面。行驶噪声强度的影响因素有载重量、路面材料、路面粗糙度、路面平整度、路面纵坡等。轮胎噪声强度主要与车型和路面类别有关。小型车的噪声以中高频为主，中型、大型车的噪声以中低频声为主。另外，水泥混凝土路面上的噪声频率比沥青路面上的高，大、中、小二种车型的噪声级频率范围，见下表3-10

第四章噪声的危害

我们国家制定的《中华人民共和国环境噪声污染防治法》中把超过国家规定的环境

噪声排放标准，并干扰他人正常生活、工作和学习的现象称为环境噪声污染。声音的分贝是声压级单位，记为dB。用于表示声音的大小。《中华人民共和国城市区域噪声标准》中则明确规定了城市五类区域的环境噪声最高限值[fsl.

疗养区、高级别墅区、高级宾馆区，昼间50dB、夜间40dB;以居住、文教机关为主的区域，昼间55dB、夜间45dB;居住、商业、工业混杂区，昼间60dB、夜间50dB;工业区，昼间65dB、夜间55dB;城市中的道路交通干线道路、内河航道、铁路主、次干线两侧区域，昼间70dB、夜间55dB,(夜间指22点到次口晨6点)。

按照国家标准规定，住宅区的噪音，白天不能超过50分贝，夜间应低于45分贝，若超过这个标准，便会对人体产生危害。那么，室内环境中的噪声标准是多少呢?国家《城市区域环境噪声测量方法》中第5条4款规定，在室内进行噪声测量时，室内噪声限值低于所在区域标准值10dB 。

噪声对人体的影响是全身性、多方面的，在生产、生活中，若周围的噪声值长期超过国家明文规定的标准，就会对人体造成极大的伤害，主要表现在心理和生理两个方面。

4.1噪声对人体造成的生理危害

4.1.1噪声性耳聋

长期工作和生活在高噪声环境下(如交通干线两侧噪声严重超标的居民区)的人们，由于持续不断的受到噪声的刺激，耳朵容易发生器质性病变，导致听力下降。听力会暂时减退(疲劳)，听觉敏感度降低，听闽提高。当人离开噪声环境回到安静环境时，听觉敏感度很快就能恢复，这就是一种生理性的“适应”。不同强度噪声对听力的影响不同，噪声强度越高，危害越大。如果人们长期生活在强烈的噪声环境中，口积月累，内耳器官不断受到噪声刺激，就可能发生器质性病变，即噪声性耳聋。噪声性耳聋是不能治愈的，它对人造成的伤害非常严重。

美国耳科专家、田纳西州大学教授普思科姆作出了这样的结论。对豚鼠的实验证实了这一点:在1个月内，每天强迫豚鼠听4个小时很强的嘈杂的舞台音乐声、试验结束后，豚鼠的听力明显下降。专家小组对酷爱最时髦音乐旋律的青年进行试验，发现他们之中有许多人听力与老年人一样。强的噪声引起耳部的不适，如耳鸣、耳痛、听力损伤。据测定，超过115分贝的噪声还会造成耳聋。超过100dB的噪声在2小时内就能损害人的听觉。据临床医学统计，若在80分贝以上噪音环境中生活，造成耳聋者可达50%。

4.1.2中枢神经影响

在英国，每3名妇女和每2名男人中分别都有1名因噪音得了神经官能症

4.1.3损害心血管

噪声是心血管疾病的危险因子，噪声会加速心脏衰老，增加心)J)t梗塞发病率。医学专家经人体和动物实验证明，长期接触噪声可使体内肾上腺分泌增加，从——fu使血压上升，在平均70分贝的噪声中长期生活的人，可使其心)J) L梗塞发病率增加30%左右，特别是夜间噪音会使发病率更高。调查发现，生活在高速公路旁的居民，心)J)t梗塞率增加了30%左右。调查1101名纺织女工，高血压发病率为7.2，其中接触强度达100分贝噪声者，高血压发病率达15.2%。

4.1.4紊乱神经系统功能、内分泌失调

高噪声的工作环境，可使人出现头晕、头痛、失眠、多梦、全身乏力、记忆力减退以及恐惧、易怒、自卑甚至精神错乱。在口本，‘曾有过因为受不了火车噪声的刺激而精

错乱，最后自杀的例子。

那么，接触高强度噪声是否会提高精神病的发病率?研究表明，噪声不会直接引起精神病，但能促发或恶化神经症。虽然接触噪声与精神病发病率之间缺乏直接联系，但对噪声异常敏感的人群，精神病发病率会大大提高【i02——一【i0————。因此，必须警惕默默的噪声。

4.1.5损害女性生理机能

女性受噪声的威胁，还可以有月经不调、流产及早产等，如导致女性性机能紊乱，月经

失调，流产率增加等[y02——专家们曾在哈尔滨、北京和长春等7个地区经过为期3年的系统调查，结果发现噪声对女工的月经和生育均有不良影响。另外可导致孕妇流产、早产，甚至可致畸胎。国外曾对某个地区的孕妇普遍发生流产和早产作了调查，结果发现她们居住在一个飞机场的周围，祸首正是那飞起降落的飞机所产生的巨大噪声。

4.1.6危害儿童身心健康

儿童发育尚未成熟，各组织器官于分娇嫩和脆弱，不论是体内的胎儿还是刚出世的孩子，噪声均可损伤听觉器官，使听力减退或丧失。据统计，当今世界上有7000多万耳聋者，其中相当部分是由噪声所致。专家研究已经证明，家庭室内噪音是造成儿童聋哑的主要原因，若在85分贝以上噪声中生活，耳聋者可达S————l——0

4.1.7损害视力

人们只知道噪声影响听力，其实噪声还影响视力。试验表明:当噪声强度达到90分贝时，人的视觉细胞敏感性下降，识别弱光反应时间延长【‘];噪声达到95分贝时，有40%的人瞳孔放大，视模糊;而噪声达到115分贝时，多数人的眼球对光亮度的适应都有不同程度的减弱。所以长时间处于噪声环境中的人很容易发生眼疲劳、眼痛、眼花和视物流泪等眼损伤现象。同时，噪声还会使色觉、视野发生异常。调查发现噪声对红、蓝、白二色视野缩小80。所以驾驶员应避免立体场音响的噪声干扰，不然易造成行车事故。

4.1.8影响人的性格

通过对42名分属于典型外向稳定、内向稳定、外向不稳定、内向不稳定4种人格类型的受试者，进行30分钟交通噪声暴露，测定每搏左心室作功(LUSW)、总外周阻力(TP助、每分心输出量(C0)、平均动脉压(MAP)等指标。结果表明:噪声暴露能够影响受试者的心功能，对不稳定型受试者的影响明显大于稳定型受试者【“9]。

江阴市对65个行业接触噪声作业的人员健康状况分析表明:噪声暴露对高血压、心电图影响明显，对机体的神经调节系统也有影响，长期噪声环境下的强烈刺激可使心血管系统受到损害，b‘阳性率随工龄和现场噪声强度增高——fu增加，说明噪声对机体的影响是全身性的。

4.2噪声对人体造成的心理危害

4.2.1影响注意力

研究发现，噪声超过85分贝[fs0l. f——+sl，会使人感到心烦意乱，人们会感觉到吵闹，当人受到一次突然而至的噪声干扰，就要丧失4秒钟的思想集中。据统计，噪声会使劳动生产率降低10%——50%差错率上升。噪声分散人的注意力，导致反应迟钝，容易疲劳，工作效率下降。噪声还会掩住安全信号，以至造成事故。

4.2.2影响睡眠

睡眠是人们消除疲劳、恢复体力和维持健康的必要条件。但噪声使人不得安宁，难以入睡。当人辗转不能入睡时，便会心态紧张，呼吸急促，脉搏跳动加剧，大脑兴奋不止，第二天就会感到疲倦，或四肢无力。从而影响到工作和学习，久而久之，就会得神经衰弱症，表现为失眠、耳鸣、疲劳。

4.2.3影响识记和保持

通过对75dB交通噪声识记与保持的影响实验研究表明，噪声干扰识记和保持，使长时记忆的识记和保持效果降低了20%到40%左右，噪声对于不同感觉通道记忆以及材料1的意义性程度不同的识记和保持效果影响程度有一定的差异。对听觉通道记忆影响较视觉通道记忆影响大;对意义性弱的材料的影响程度较意义性强的材料大。

4.2.4噪声频率和声压对人体影响

噪声对人体的危害，取决于噪声的强度、接触时间和频谱。强度相同的噪声，频谱中包含的高频部分越多，给人造成的危害就越大，尤其是断断续续出现的噪声。但是，由于人的

适应能力不一样，环境场所不同，因此，不同强度的噪声对人的影响不尽相同。当人进行需要高度集中注意力工作时，即使是较小的噪声(包括音乐声、谈话声等)也会分散人的注意力而影响工作;某些不太响的噪声，在喧闹的车间可能对人的影响并不大，但在宿舍和家庭中则影响很大;人们白天对噪音敏感性降低，而在夜晚则很明显; 对正常人影响不大的噪声，对病人则影响较大。因此，仅仅根据噪声的强度来判断对人的影响程度并不全面。断续的噪声比连续的噪声影响更大、夜间的噪声比白天的影响大。如连续40dB噪声可使10%的人受到影响，70dB时有50%的人受到影响，而40dB的突然噪声会使10%的睡眠者惊醒，60dB 突发噪声会使70%的人惊醒。

4.2.5影响交谈与通信

噪声对交谈、通信的影响如表4-1所示：

4.2.6长期潜伏性

在100种噪音中有30种可导致人的衰老。在喧闹的城市生活的人其寿命要减少8至10年之多，这些科学的数据本身就是一种严重的警告。

4.3噪声对其它方面的影响

强烈的噪声影响动物生长，甚至造成死亡[[1l;超音速飞机巨大的响声可造成震碎建筑物玻璃、掀起房瓦、震倒烟囱等问题的出现;特强噪声会损伤仪器设备，噪声对仪器设备的影响与噪声强度、频率以及仪器设备本身的结构下安装方式等因素有关，当噪声级超过150分贝时，会严重损坏电阻、电容、晶体管等兀件;特强噪声作用于机械结构时，受声频交变负载的反复作用，会使材料产生疲劳断裂，这种现象叫做声疲劳。噪音还不仅仅是生活上的大敌，而且它还是发展经济的大敌。因为噪音使工作中的错误增多，生产质量下降;噪音使保护区外许多动物的生存环境受到了严重的威胁，严重影响其生长、繁衍。噪声能对动物的听觉器官、视觉器官、内脏器官及中枢神经系统造成病理变化;使动物失去行为控制能力，出现烦躁不安、强噪声会引起动物死亡。例如鸟类在噪声中会出现羽毛脱落，产卵率下降等。第五章交通噪声预测和管制对策

随着城市经济的不断增长，人民生活水平的提高，城市交通发展迅速，机动车辆大幅度增加，城市交通噪声污染问题越来越突出，交通噪声声源流动，声级高，干扰时间长，影响范围广，严重扰乱了城乡居民正常的生活和休息，特别是近年来，城市建设发展迅速，新建扩建的街道、马路使原来偏僻、安静的区域变成了繁华嘈杂的闹市，从而加重了交通噪声对周边环境的影响同，在我国的大中城市中，1995年交通干线两侧区域噪声超标的城市达71.4%，全国有二分之二的城市居民生活在噪声超标的环境中，居民对交通噪声污染投诉呈上升趋势，因此，降低噪声，特别是降低交通噪声的污染迫眉捷，噪声给人类生活、工作带来如此大的危害，我们将来还有希一望再回到以前那样和谐的环境中吗?我们还能有一个安静的空间吗?中国著名的声学家马大酞这样回答:“这主要是想法的问题，同我们的思想有关

系。我感觉这种简单化的处理方法存在很多问题。例如说放鞭炮不好，是不是有办法让它更安全、不伤人?提出这样一个问题，对科学是一个促进。但是我们有些领导同志的想法就很简单，提出了禁止放鞭炮，禁止放鞭炮的话问题当然就解决了，可是科学就没有发展了。

在中国，早在50年代马大酞就提出了交通噪声的管理问题，可是我们现在看到的现状是噪声没有改变，反而是越来越厉害、越来越糟糕了。主要表现为噪声控制不严格。而这里说的“控制”，是指法律控制，是由国家主管部门认真依法执行。一个方面是实际抓‘制，实际抓‘制不一定就是罚。比如拖拉机发出的声音非常大，现在政府的控制方法就是不许拖拉机进城，这是简单化的办法，并不能真正地解决问题。我们实际上是有办法降低噪声的，例如用消声器。但是用消声器的时候，拖拉机的功率就会受到损失了，所以一般人不愿意加这么一个装置。不过不损失能量的消声器也并不是制造不出来。这实际上牵涉到一些人的想法问题了。这就是另一个方面一一如何控制。我们该如何控制噪声呢?从噪声产生总体来看，一类是在工程规划设计和施工阶段未注意噪声问题，等到工程建成后在实际使用过程中才发现噪声强烈，严重影响工作人员或附近居民。这时，对噪声控制的要求，只能在既成事实面前尽可能采取一些补救措施。另一类是在工程设计阶段就尽可能考虑可能出现的噪声问题，这时对噪声控制的要求，是要求根据工程的实际需要和可能，对各方面的条件统筹兼顾，适当安排，并采取一些必要的噪声控制措施。

本章分别从噪声预测理论、区域规划、交通管制措施和工程措施等层次来进一步探讨城市道路交通噪声的防治对策。

5.1公路噪声预测理论模式研究

在工程设计阶段，对工程完工运行后可能产生的噪声影响进行预测。目前，噪声预测所采用的方法模式比较成熟，主要分为图模式、物理缩尺模式、理论计算模式3类。图模式要求手工从各类图上查找噪声计算中间值，计算过程于分繁琐而且精度有限。物理缩尺模式造价昂贵，而且不可重复利用。因此现在最常用的就是理论计算模式。目前在交通道路噪声预测理论计算模式中，有美国的FHWA高速公路交通噪声预测模式、英国的CRTN88、德国的RLS81与RLS90模式等。在理论模式研究的基础上，出现了大量基于上述理论模式的道路交通噪声预测应用软件，如S TAMINA(美)、R0ADN0ISE(英)、S0und Plan(德)、MICR0BRUIT(法)、MTTHRA(法)、NBST0Y (北欧)、VST0Y(挪威)、SCM(荷兰)、STL(瑞士)等。

各类预测模式进行道路交通预测的过程基本一致，但在一些方面差异明显，如考虑因素的多少、繁简不同，实验统计参数差别大，以及对复杂的情况如多个声屏障、噪声多次反射的处理方法不同。对于大型公路建设来说，进行公路运营后所产生噪声影响的预测，采用噪声预测模式不同，预测结果也有所不同，噪声不论何种噪声预测模式，都是从理论的角度出发，在特定的条件下提出的，受一定条件的影响，因此只能是个参考，实际运行中采取何种措施降噪，才是行之有效的方法。

交通噪声污染原因：(1)车辆增长速度过快。(2)交通和市政建设规划不合理(3)交通管理不到位(4)居民环保意识不足。

噪声从本质上讲，是物质或物体的机械振动，与可听声一样，借助媒介进行传播。因此，对公路交通噪声进行防治，要从以下几个方面来实施。

5.2合理布局、优化路线设计

从宏观角度来看，合理的城市道路建设项目布局，对于防治噪声具有重要的意义，制定区域规划时应考虑噪声控制的需要。首先，在城市道路网规划时，使得城市主要道路(快速路、主干路、次干路)的交叉口远离城市的安静区(例如居住区、医疗区、文教区等)，做到“闹静隔离”，便于根据不同的噪声容许标准，切实有效地控制噪声。

在道路定线和道路、立交桥设计时，要特别注意纵坡和坡道高程与两侧建筑物之间的关

系，汽车在上坡时的噪声明显增大，下坡时交通噪声可降低10——15dB左右。在人口稠密的市区，由于现有建筑物和用地条件的限制，必须建设部分高架路或地下交通走廊时，在作出交通噪声预测和环境影响评价的基础上，要在地下走廊和高架桥两侧设置噪声防护墙或防护平台，可使交通噪声降低20dB以上。

城市中主要道路的交叉口是强烈的噪声源，相对于附近噪声较敏感区域而言，宜处在城市中出现机率最小的风向的上风侧。例如中国沿海地区西南风较少出现，就宜建设在噪声敏感区的西南方，但实际情况往往并不如此，这表明区域规划考虑欠周到，也有其历史原因。其次，在吵闹区(主要道路交叉口)和安静区之间应尽可能有缓冲地带予以隔离。例如在交叉口与居民区之间布置不吵闹的商业区，在交通干线与住宅之间设置绿化地带等。另外，在有条件的地方，增大交叉口占地面积，对交叉口范围内实行大面积绿化。城市道路交通噪声污染的防治对策，可以有效降低交叉口交通噪声对四周建筑物的影响。以广州市为例，20世纪90年代建设了以内环快速路为代表的大量高架道路，在提供便捷交通联系、提高市中心车速的同时，也引入了强烈的噪声源，严重降低了高架道路沿线居民的生活质量。根据《广州城市生态可持续发展规划》，未来广州市区不再新建高架桥、高架路，提高市中心区的环境质量。

城市土地利用，路网建设和交通需求控制等，直接关系到交通噪声强度和大小，在人口、商业过于密集的地区，不应继续新建吸引大量车流、人流的商业、文化体育设施，同时结合旧城改造，把运输量较大的车场、干扰居民生活的污染性工厂等迁出云城市快速路、跨区交通及地方性交通集散和空间变换的需要，应避免把过境交通主要是货运车辆引进市内。

5.3交通管制措施

城市交通政策和主要交通法规，要有利于鼓励和支持公共客运和社会化、专业化货运的发展;抑制和调控私人汽车、摩托车，自行车和企事业单位自备货车、客运通勤车和交通噪声标准，是确定城市土地利用规划，批准建设用地的法律依据，要严格依据不同建筑物的噪声允许标准和交通噪声标准分区选址。除了建立和不断完善城市环境噪声标准、交通噪声控制法和相应的管理条例外，还要健全城市环保、公安交通管理部门和执法机构，充实其监测、检测等现代化技术手段，形成足够的执法和监理力量。

运用交通管制的方法来控制城市道路系统的交通噪声，是城市道路交通噪声污染防治的重要方面，实施起来具有“投入小、见效快、灵活性强”的优点，具体的交通管制措施包括：5.3.1调节交通流量

交通噪声和车流量、车速、车流状态等因素有关。相关研究表明:车流量增加一倍，交通噪声增加3 dB，车速增加一倍，交通噪声增加6——7 dB。根据交通流理论，车速、车流状态和车流量、车流密度有关，而车流密度又和车流量有关，因而可以通过对车流量的调控(交通需求管理和交通系统管理)，做到对车速的调控，进而做到对道路交通噪声的控制。较小的车速和较小的交通流量产生较小的交通噪声。要对车流量进行调控，不能只针对单个交叉口，必须考虑交通流在道路网上的重新分布。

5.3.2合理划分车道

选择合适的交叉口管制方式，合理划分车道(或车道组)，减少车辆的停车次数和加、减速过程次数，可以显著降低交叉口的交通噪声。交叉口在不同管制方式下的噪声特性是完全不同的，噪控制总的原则是:保持交叉口交通流在稳定状态下运行。实际观测和理论分析都表明，只有交叉口处交通状况稳定，秩序良好，交通噪声值随交通量的增长才是缓慢和平稳的。根据相关研究成果，选择交叉口管制方式时应遵循以下原则:在交叉口各进口道交通量都很小时，’自{采用无控制方式;在交叉口主路交通量远远大于次路交通量时，’自{采用优先控制方式;在交叉口不同入口交通量都很大或者冲突点较多时，应考虑采用信号控制方式。

环形交叉口附近居民受交通噪声影响程度同周围建筑物情况有关。据测试，相同交通量

条件下，环形交叉口较信号交叉口噪声低3——5 dB;而同样交通量的环形交叉口，周围无高层建筑、空间开阔的噪声低，反之则噪声高。对于信号控制交叉口而言，一定交通量条件下，信号灯相位划分对交通噪声值的影响最大，正确的相位划分和车道划分可以大大减少冲突车流，显著减少车辆在交叉口范围内的加、减速过程次数。其次，信号抓‘制交叉口的进出口引道设计车速和交叉口设计车速的差值对交通噪声值的影响也较大。这个速度差值越大，车辆在进入交叉口减速和离开交叉口加速过程中引入的附加噪声值就越大。最后，周期长度和绿灯时间长度对噪声值的影响较小，这两个设计参数主要影响交叉口的通行能力。

5.3.3大型车辆优先通行权

研究发现，人们对噪声的起伏变化较敏感。可以通过对平面交叉口交通的控制，使噪声值较大的大型车辆(如公交车)优先通过交叉口，减少其减速、加速的次数，降低交通噪声。在已经应用的交通控制系统中，大多数都考虑了公共交通优先的问题。近年来许多大城市都开展了“公交优先”政策的研究和实践(开辟公交专用道等)，取得了良好的经济效益和环境效益。此外，近年来许多城市在交通管理的实践中，也提出了一些别具特色的降噪方法。比如，南京市有交通专家指出一一在信号交叉口长时间红灯时，等候车辆应熄火在停车线前面等待，以减少城市噪声和尾气污染。这反映出城市交通环境问题，包括噪声污染问题，已经引起了城市管理者的高度关注。

5.3.4严格控制单车噪声

汽车噪声源是一个包括民动机、进排气系统、风扇冷却系统、传动系统、车体振动、轮胎路面作用等多种声源的综合声源系统。其整车噪声降低在一定程度上难度较大，需要一定的技术攻关。因此，研究开发低噪声车辆，特别是研究开发运行时间较长的低噪声大型车辆是控制道路交通噪声的最根本的措施之一。北京市重点控制的高噪声车辆是大型车辆，特别是公共汽车。经测定，当其正常行驶时在道路两侧产生声级为70——80dB,加减速噪声可达90 dB，刹车噪声高达100 dB。北京市将在未来几年内，投资128亿兀，购买1.4万辆环保公交车。目前投入使用的200辆新型公交车的发动机质量不仅普遍提高，且功率变大、性能比较稳定，同时，使用国产名牌或进口刹车装置，因而不会出现“刹车刺耳”的噪声问题。

5.4治理交通噪声工程降噪措施

从微观的角度来看，城市交通噪声与车辆类型、轮胎、路面性质、车速等多种因素有关，探讨车辆行驶噪声与路面材料、结构构造、粗糙度的关系，无疑对提高中国道路建设的路面铺装技术和了解道路交通噪声的影响因素有着重要的价值。

5.4.1低噪声车辆的研制

抓‘制道路交通噪声最直接的措施是控制车辆本身的噪声，城市道路交通噪声，尤其是噪声峰值，主要决定于载重汽车、大客车等重型车辆，所以低噪声车辆研究的对象主要是这类车辆。在交叉路口范围内，大型车辆往往频繁减速、刹车和启动、加速，产生了很大的噪声，研究大型车辆在这些特殊行驶状态下的噪声特性尤为重要。为了促进汽车工业的发展和对低噪声车辆研究的重视，汽车检测部门应该把汽车产生噪声的高低作为检测的一个重要指标，同时政府应该制定用车更新和淘汰的法规和技术标准，根据中国汽车工业的发展趋势和经济发展水平，制定更加严格的机动车辆噪声标准。

5.4.2低噪声路面的研究

路面材料、性质对车辆行驶产生噪声影响很大。研究表明[45]，刚性路面和柔性路面，两种不同的路面材料对车辆行驶噪声存在着一定的差别，尤其当车辆在中、高速状态下行驶时具有明显的区别，尤以小型车较为突出，小型车在混凝土路面上行驶噪声值高于沥青混凝土路面上的噪声值。广州等城市已开始有计划地将城区内主要道路改换成低噪音的沥青混凝土路面。车辆行驶过程中辐射的噪声级和路面状况有关，尤其是小型车辆以较高速度行驶时其影响更大。研究表明，车辆在不同速度行驶时的道路交通噪声与路面粗糙度存在一定的关

系，研究最佳路面粗糙度对指导路面铺装技术、降低路面交通噪声意义重大。

轮胎与路面作用产生的噪声，是各种车辆的噪声源之一，当车速大于45km/ h,轮胎噪声就成为小客车与轻型载重车噪声频谱的主要成分。显示路面基本特性的平整度和路面粗糙度等，尤其是横向和纵向的不平整度，对轮胎噪声有显著的影响。因此，路面结构形式、路面层混合材料的成分以及路面的平整度、粗糙度等将是低噪声路面的主要研究方向。

交通噪声主要是车辆行驶过程中轮胎与路面摩擦产生的。依靠新材料，新工艺，采用消噪沥青路面材料，是控制噪声源行之有效的措施。德国是世界上最早修建高速公路的国家，德国有严格的环保法，因修建高速公路后由通行车辆造成对附近居民的噪声污染被得到充公重视。德国从1994年开始使用一种由法国公司生产的新型路面材料，该材料的特点是具有很好的粘接性、强度和弹性，在铺设路面后能使面层部分形成30%的相互连通的空隙，从而产生吸音作用来大幅度减少轮胎和路面接触所带来的噪声。同时在雨天又利于路面的排水，也降低了轮胎与路面积水之间产生的噪声。使用该新型材料，据介绍与普通沥青路面相比，能降低噪声3.4dB同时，这种材料的使用还使公路沿线秀美的自然风光不致因修建隔音墙而使人无法欣赏。路面平整度也比原有材料提高，保证了车辆在良好的路面功能下行驶，使车身振动、颠簸而产生的噪声减少。

口本所有高速公路(包括城市)路面都为粗糙型沥青路面，该路面具有吸音功能，能降低机动车行驶时产生的噪声，从——fu达到降噪环保的功效。美国是世界是高速公路最多的国家，其高速公路的特点之一是地形平缓，路线纵坡小，从而减少了因纵坡过大导致汽车爬坡时增加的噪声。在路面施工中采用了先进的技术及工程材料，如水泥混凝土路面采用了斜切伸缩缝技术，不仅减轻车辆振动，而且有利于降低交通噪声。加拿大的交通噪声控制思想渗入到公路建设前后的各个环节中去，在规划阶段就避扰主要敏感点，并尽量利用自然地势作天然屏障，修建过程中除了建造各种型式的声屏障外，还利用工程弃方建造土堤。另外，在为了降低轮胎噪声上，在许多欧洲国家如德国、荷兰、西班牙、法国等国采用低噪音多孔混凝土路面，采用纵向抹平施工方法。在1981年以后，比利时奥地利英国采用了细骨料(粒径4mm——l 0mm)外露的混凝土路面，使路面形成无方向性凹凸表面。口本研制出了采用粉煤灰和氢氧化纳合成的材料，掺入普通硅酸盐水泥，并适量填加早强剂和减水剂的混凝土路面，不仅可以吸收轮胎噪声，还可以吸附汽车尾气中的二氧化氮。在巴黎的环城高速线路上，所有路面全部改铺防噪黑色路面。

目前，国内高速公路上普遍采用透水沥青路面，即设置在路面结构中间作为平衡应力的隔离覆膜的沥青混合材料路面，通过沥青材料吸收噪声，可降低噪声5——6dB 0

5.4.3声屏障的研究

在声源与接收点之间，插入一个材料有足够密实的板或墙，能使声波有一个显著的附加衰减，这样的“障碍物”称为声屏障。声屏障从构成材质上可分为:土堤、木质、钢筋混凝土、金属、吸声材料的混合物等几类。从少投资、易维护考虑，许多国家多用普通混凝土和轻质混凝土建造吸声和不吸声式屏障。国外大多数公路沿线地区可利用的修建降噪设施的土地和空间大，因——fu声屏障结构形式类型多样。从结构上区分主要有砌块结构、板型结构、生物类型结构、轻型复合板结构和简易结构，比如美国、德国、加拿大多采用混凝土砌块或混凝土板结构;根据类型可分为直壁型、薄屏式、折壁型(倒L型、T型、Y型、圆弧型等)、表面倾斜型、土堤式、封闭型等。城市范围内，若交通道路比较狭窄，两侧建筑物对噪声较敏感，并且交通量较大时，修筑合适的声屏障往往成为必然的选择，若为高架桥，则修建声屏障更为普遍。但是，对建筑物修建屏障的做法往往会破坏道路景观。

研究镂空围墙的降噪效果，以保护城市风貌，这个方法在苏州古城区正在推广应用。德国的高速公路通过居民区时，必须设置隔音墙，以防止噪声对沿线居民造成影响。在高速公路沿途的两侧临近村庄、居民点的地方都有高高的连绵不断的隔音墙，隔音墙设置形式多种

多样，或直线或折线，或高或低，在市区多采用透明墙面。隔音墙颜色多变，色彩要求由所处的道路等级和位置决定，墙体五颜六色与景观配置于分和谐，既有隔音功能，又达到美化路容的效果。不同路段施以不同造型、不同材质，有的是波音板，有的是缕空的能吸音的新型建筑材料，但隔音墙对声波的反射吸收在建筑技术和声学上的要求要一致。尽管极少听到喇叭声，但是无数来往汽车的引擎声和轮胎擦地声还是很响的，隔音墙确实可以起到降低噪声的作用。

美国随着高速公路的延伸，汽车通行带来的噪声污染非常大。在高速公路穿过居民区、办公区、学校等声控敏感区域时，一般都设置隔音墙，使噪声与这些区域隔离，以减少噪声污染。美国高速公路的隔音墙朴实无华，注重实效，多用低成本材料建造。主要有两种结构形式。一种是埋设混凝土方柱，川页路方向带槽，用预制混凝土插入柱槽内成为墙，墙高一般在57cm，另一种是用直径3mm的铁丝，铁丝外层用塑料或胶质材料防锈，编成S0XS0X70cm网状，再添l0cm大小的石块，形成错落有致的高墙，因表面粗糙，也能起到防音降噪的作用。美国在隔音墙建造中，非常重视隔音墙的造型与色彩设计，除要求满足声学外，还特别注重要与周围景观协调一致，因地制’自{地建造许多新颖美观的透明隔音墙，以满足司乘人员对周围景色欣赏的要求，深受各方人士欢迎。在可能的情况下，在隔音墙内、隔音墙前及隔音墙后种植各类植物，将隔音墙设计成可栽种花草的形式，可使隔音墙四季长青，既减少噪声污染又可美化环境。

5.4.4绿墙技术研究

所谓绿墙技术就是在高速公路两侧建造防噪堤并进行绿化美化处理来降低交通噪声的方法。可以采用堆筑弃方或废弃物作为降噪措施，其技术简单、廉价，能起到对环境综合治理，美化环境的效果。工程弃方或废弃物堆筑高度、长度设计与声屏障尺寸设计相同，设计时应按当地土质条件确定边坡坡度。另外，还可以由混凝土板、槽、箱式构件叠落构成陡堤支撑结构，其上或中填土并实施绿化，由于混凝土的空隙以及植物的作用，属于吸收式降噪设施，可降噪4——8dB(A)，在施工中可以用滑模现浇，可以取代目前使用的钢护栏，虽然不具备金属护栏的灵活和快速特性，且_费用高，但在新建或扩建工程中还是有便利条件的。短期内即可用植物覆盖，与周围景观协调。

5.5降低交通噪声使用的其他手段

(1)交通噪声的防治在公路规划设计阶段就应充分考虑，在选线原则上尽量避让医院、学校、城镇、人文景观、风景名胜等敏感点，采用近而不入的原则，既方便当地居民生活，以避免交通噪声带来的污染。在高速公路通过的学校、医院等敏感路段设置禁止鸣笛标志。

(2)将面向高速公路的居民、学校建筑物安装双层门窗一一高效隔声窗，降低住宅室内噪声的重要措施之一是采用高效隔声窗。隔声窗包括开启式与固定式两大类。又可细分为通风开启式、通风固定式及、常规开启式和常规固定式等。隔声窗与普通窗的最大区别在于它必须有一定的隔声量，即最低级别隔声量要求在30——35dB。北京市准备投入2.7亿元用于为临街建筑安装隔声窗，而且市政府已作出规定，以后新开发小区的临街建筑，开发商必须安装隔声窗，具体技术要求由环保局监督

（3)交通管理部门对上路行驶的车辆经常进行噪声检查，视其噪声超标情况，决定能否上路行驶。在高速公路两侧50——90m规划成噪声红线，严禁新的居民点在红线内建筑新居。

（4)采用绿色植物不仅可消减噪声，而且在防灾减灾、净化大气、调节气温、水土保持和美化环境等方面都起到积极的作用。选择合适树种、植株的密度、植被的宽度，可以达到吸收二氧化碳及有害气体、吸附微尘的作用，能改善小气候，防止空气污染，同时又能吸纳声波，降低噪声，截留公路排水、防眩和美化环境等作用。据资料介绍，绿化林带宽度大于l 0m，可降低噪声4——5dB。

5.6国内外公路声环境环保对策适应性对比研究

5.6.1经济投资

国外公路降噪措施投资力度大，频率高，声屏障作为最主要的措施屡见不鲜，在日本某些高架桥上声屏障的设置率高达80%。降噪总投资在公路建设总投资往往占很大比例。

在我国公路噪声防治费用因地区而异，一般来说东部地区用于降噪的环保投资多于西部和中部，为250350万/100km，占环保总投资的6%左右;西部地区为100250万/100km，占环保总投资的4%左右;中部地区因情况而异，占环保总投资的3%左右。其中建造声屏障作为长期有效的措施，其建造费用往往占降噪投资的80%以上。

5.6.2法律管理

国外许多国家环境法已经形成体系，都制定了《噪声控制法》。在环境保护领域，普通法所起作用不大，环境法基本上为成文法，大多数国家的联邦和各州都有自己的环境法规，而且法律管理重视预防，许多法律措施和制度都是着眼于事前控制，而不注重事后惩罚措施。

国内《中华人民共和国宪法》、《中华人民共和国环境保护法》对防治环境污染和其他公害问题做了规定。人们对噪声污染问题口益重视起来，虽然“预防为主”的呼声口益高涨，但事后惩罚措施仍占相当大的比例。

5.6.3技术水平

国外降噪措施的技术水平相对较高，研究类型齐全。对声屏障降噪、绿化降噪、建筑降噪等降噪理论的研究早在二于世纪七、八于年代就已完成。目前的声屏障修建除了工程弃方堆筑土堤、现场浇制混凝土构件等外，大多数为机械化生产拼装，达到产业化水平，有许多生产厂家实行声屏障流水线生产、一体化组建，建设工人有丰富经验。

国内降噪措施的技术水平发展相对较晚，经验多借鉴国外。声屏障生产的产业化水平较低，声屏障的类型基本局限在几种，而且基本是针对具体项目具体设计施工，还没有形成大规模机械化生产。建设工人经验不够丰富，多参考建筑行业来施工。随着交通环保产业的口益发展，目前国内也涌现了许多声屏障构件生产厂家，制造技术等各方面正在不断提高。5.6.4设置率

国外发达国家的降噪措施设置率较高。据笔者了解，高速公路两侧超标的敏感点基本上都采取了各种降噪措施，城市区域的声屏障设置更是常见。

国内由于交通噪声降噪措施的许多技术还不成熟，降噪措施设置率相对低。西部地区由于经济水平有限，筹资能力低，沿线敏感点较少而稀疏，所经地区多为高原丘陵地带，因——fu交通噪声控制措施设置率更低。

5.6.5居民环保意识

国外许多国家环保法律制度十分健全，居民的环保意识水平很高，自觉维护公路降噪措施的正常运行，声屏障等公共设施被破坏的情况较少，无论政府还是民众都积极为保护居民安静的生活环境而努力。

国内环境保护管理制度近年来在逐渐健全，但环保意识还没有全民化。人们对噪声污染还没有从主观上足够重视，甚至有些地方修建的公路声屏障等公共降噪设施遭到了人为破坏或盗窃，有些环保意识不强的建设者修建声屏障也是为了应付国内外专家的检查。

5.6.6声屏障结构和形式

国外大多数公路沿线地区可利用的修建降噪设施的土地和空间大，因——fu声屏障结构形式类型多样。从结构上区分主要有砌块结构、板型结构、生物类型结构、轻型复合板结构简易结构。比如美国、德国、加拿大多采用混凝土砌块或混凝土板结构;根据类型可分为直壁型、薄屏式、折壁型(倒L型、T型、Y型、圆弧型等)、表面倾斜型、土堤式、封闭型等。

国内声屏障的结构主要为砌块结构、金属复合板结构;其类型目前仅有直壁型、薄屏式、